सामग्री की पहचान

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन क्वार्ट्ज, कांच, सिलिकॉन कार्बाइड, या धात्विक अयस्क नहीं है। यह मौलिक सिलिकॉन, Si है, जो कई क्रिस्टलीय दानों से बना होता है जो दाना सीमाओं के साथ जुड़े होते हैं।

प्रत्येक दाने के भीतर, सिलिकॉन परमाणु हीरे के घनाकार नेटवर्क बनाते हैं। पूरे टुकड़े में, हालांकि, क्रिस्टल की दिशा दाने-दाने से बदलती रहती है। इसलिए एक टूटा हुआ टुकड़ा चमकीले दर्पण जैसे चेहरे के साथ गहरे साटन क्षेत्रों को दिखा सकता है, जबकि आरी या उत्कीर्ण सतह कोणीय दानों का पैचवर्क दिखा सकती है।

यह शब्द कई संदर्भों में उपयोग किया जाता है। औद्योगिक पॉलीसिलिकॉन कच्चा माल टूटे हुए छड़ के टुकड़ों या दानेदार कणों के रूप में दिखाई दे सकता है। मल्टीक्रिस्टलाइन इनगॉट के टुकड़े बड़े जमाव दाने दिखाते हैं। वेफर के कटे हुए टुकड़ों पर आरी के निशान, नीला-धूसर कोटिंग, उत्कीर्ण प्रकाश-फंसाने वाली बनावट, या फोटोवोल्टाइक प्रसंस्करण से एक महीन ग्रिड पैटर्न हो सकता है।

भौतिक और ऑप्टिकल गुण एक नजर में

अधिकांश हाथ के नमूने और शैक्षिक टुकड़े स्थिर, कठोर, भंगुर, चांदी-धूसर रंग के होते हैं। उनका तकनीकी व्यवहार शुद्धता, डोपिंग, प्रसंस्करण मार्ग, दाना आकार, सतह की बनावट, और ऑक्साइड या कोटिंग फिल्मों पर बहुत निर्भर करता है।

ऑप्टिकल व्यवहार

सिलिकॉन की ऑप्टिकल प्रकृति तरंगदैर्ध्य के साथ तीव्रता से बदलती है: यह दृश्यमान प्रकाश में अपारदर्शी और दर्पण-धूसर दिखता है, लेकिन पॉलिश किया गया सिलिकॉन दृश्यमान सीमा से परे इन्फ्रारेड को पारित कर सकता है।

क्रॉस्ड पोलराइज़र के नीचे, एक परिपूर्ण घनाकार दाना अंधेरा रहना चाहिए क्योंकि सिलिकॉन ऑप्टिकली समदिशीय है। हालांकि, वास्तविक पॉलीक्रिस्टलाइन टुकड़ों में, तनाव क्षेत्र, समावेशन, ऑक्साइड त्वचा, और खुरदरी सीमाएं हल्की रिसाव, किनारे की राहत, या पैची कंट्रास्ट पैदा कर सकती हैं। ये प्रभाव सामान्य खनिज विज्ञान की दृष्टि से द्विप्रकाशन नहीं हैं; ये अपूर्णता, तनाव, और सीमा संरचना के संकेत हैं।

रंग, सतह की फिल्में, और स्थिरता

ताजा पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन आमतौर पर चांदी-धूसर, स्टील-धूसर, या गनमेटल रंग का होता है। सूक्ष्म कण और खुरदरे टुकड़े गहरे दिख सकते हैं क्योंकि उनकी सतहें अधिक प्रकाश को बिखेरती और अवशोषित करती हैं। पॉलिश या ताजा टूटे हुए पहलू एक गहरे दर्पण की तरह चमक सकते हैं, जबकि दानेदार या एचिंग किए गए टुकड़े एक नरम, ठंडी सतह दिखाते हैं।

एक पतली स्वदेशी सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत आसानी से खुले सिलिकॉन पर बन जाती है। बहुत पतली ऑक्साइड फिल्में आमतौर पर स्पष्ट नहीं होतीं, लेकिन गर्मी से उगाई गई या प्रक्रिया-संबंधित फिल्में सूक्ष्म स्ट्रॉ, नीले, बैंगनी, या धूमिल इंटरफेरेंस रंग पैदा कर सकती हैं। वेफर के टुकड़ों में, कोटिंग और बनावट सिलिकॉन की तुलना में दृश्य रंग पर अधिक प्रभाव डाल सकते हैं।

• डोपिंग: भारी डोपिंग सामग्री को गहरा कर सकती है, अवशोषण बढ़ा सकती है, और विद्युत व्यवहार को बदल सकती है।
• दोष: विस्थापन, तनाव, समावेशन, और दाना सीमाएं ऑप्टिकल स्पष्टता को कम कर सकती हैं और पैची परावर्तकता जोड़ सकती हैं।
• ऑक्साइड फिल्में: पतली SiO₂ परतें विशेष रूप से संसाधित या गर्म सतहों पर म्यूटेड इंटरफेरेंस टिंट बना सकती हैं।
• सतह की खुरदरापन: एचिंग की गई और दानेदार सतहें अधिक साटन जैसी दिखती हैं; चिकनी टूटे हुए चेहरे और पॉलिश किए गए क्षेत्र अधिक परावर्तक दिखते हैं।

दाना, आदत, और सामान्य बनावट

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन को विकास और टूटने के रिकॉर्ड के रूप में सबसे अच्छा पढ़ा जाता है: न्यूक्लिएशन, दाना प्रतिस्पर्धा, ठंडा होना, काटना, एचिंग, और टूटना सभी दृश्य निशान छोड़ते हैं।

पहचान और समान दिखने वाले

पॉलीक्रिस्टलीय सिलिकॉन की कठोरता, इसके धातु जैसे सतह के लिए कम घनत्व, भंगुर शंखाकार टूटना, गैर-चुंबकीय व्यवहार, और ग्रे धात्विक चमक इसे सामान्य समान दिखने वालों से अलग करने में मदद करता है।

ये गुण क्यों महत्वपूर्ण हैं

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन के भौतिक और ऑप्टिकल गुण केवल पहचान के लक्षण नहीं हैं; वे बताते हैं कि सिलिकॉन क्यों फोटोवोल्टाइक, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, इन्फ्रारेड ऑप्टिक्स, और फोटोनिक उपकरणों के लिए केंद्रीय बन गया।

निरीक्षण और फोटोग्राफी

पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन को दिशात्मक प्रकाश के साथ सबसे अच्छा देखा जाता है। व्यापक फैलाव वाला प्रकाश समग्र रूप दिखाता है, जबकि कम रैकिंग लाइट स्टेप्स, दाने की सीमाएं, टैरेस्ड एच पैटर्न, और मिरर फेसट्स और सैटिन सतहों के बीच अंतर दिखाती है।

• रैकिंग लाइट का उपयोग करें: कम साइड लाइटिंग कोंकोइडल स्टेप्स, आरी के निशान, माइक्रो-पिरामिड, और दाने की सीमाओं को दिखाती है।
• धीरे-धीरे घुमाएं: जैसे-जैसे कोण बदलता है, आस-पास के दाने स्वतंत्र रूप से चमकते और मंद होते हैं, जिससे पॉलीक्रिस्टलाइन मोज़ेक प्रकट होता है।
• तटस्थ पृष्ठभूमि का उपयोग करें: मैट ग्रे, गहरा नीला, या काली पृष्ठभूमि चांदी-धूसर सिलिकॉन को चमक से अलग करती है।
• किनारों को सुरक्षित रूप से दिखाएं: किनारे के दृश्य मोटाई और टूटने की शैली दिखाते हैं, लेकिन पतले वेफर के टुकड़े और टुकड़ों को सहारा देना चाहिए।
• अत्यधिक विपरीत से बचें: अत्यधिक कठोर प्रकाश सूचनात्मक सतह विवरण को धुंधला सफेद हाइलाइट में बदल सकता है।

संपर्क और देखभाल

तैयार सिलिकॉन के टुकड़े सामान्य इनडोर परिस्थितियों में स्थिर होते हैं। मुख्य जोखिम रासायनिक नहीं बल्कि यांत्रिक होते हैं: तेज किनारे, भंगुर टूटना, छोटे चिप्स, और कटाई या घिसाव से उत्पन्न धूल।